[发明专利]用于基站天线系统的天线设备

说明书

描述了一种天线设备。天线设备(100)包括至少两个天线单元，所述两个天线单元中的每个天线单元均包括第一辐射单元(110)和对应的第二辐射单元(120)。第二辐射单元(120)在高度方向上沿共同的中心轴线(A)从天线设备(100)的底部延伸至该第二辐射单元(120)的对应的第一辐射单元(110)。第一辐射单元(110)在长度方向上从所述共同的中心轴线(A)向外延伸。第一辐射单元(110)的长度限定了最大支持波长。此外，每个第一辐射单元(110)的长度大于其宽度，且每个第一辐射单元(110)沿所述长度方向电耦合到其对应的第二辐射单元(120)，使得第二辐射单元(120)能够有助于实现较小波长。

技术领域

本发明涉及用于基站天线系统的天线设备。

背景技术

数据流量需求的持续增长需要并带动移动电信行业引入新频带、标准和无线接入技术，例如MIMO、波束成形等。从天线的角度来看，这意味着提供更敏捷波束可能性的多个天线系统。为了实现更敏捷波束天线，相位和幅值必须实时地并以灵活的方式设置。这引起了所谓的有源天线系统(Active Antenna System，AAS)，这意味着将无线收发单元(radiotransceiver unit，RRU)与基站天线系统整合在一起。这种整合导致高度复杂的系统并强烈影响了天线形状因数，天线形状因数是用于商用现场部署的基础。如果天线的形状因数与传统天线不相似，则对于运营商来说，用AAS替换传统天线或仅获取新站点许可是一项耗时且难以完成的工作，而且对于传统无源基站天线系统来说也如此。

众所周知，超宽频带基站天线系统通常在698MHz至960MHz(“低频带”)和1.7GHz至2.7GHz(“高频带”)频谱中操作，该频谱包括了现今使用的大部分蜂窝网络频带。超宽频带基站天线系统的相对带宽可以通过以下公式计算：

相对带宽＝2*(f_max-f_min)/(f_max+f_min)，并且

相对带宽应该大于30％。

一方面，基站天线单元必须具有足够的深度来支持蜂窝网络频带的最低频率以及实现大于30％的相对带宽。同时，随着对天线与无线电的更深整合的需求不断增长(例如，在AAS中)，在不降低天线的关键性能的情况下减小超宽频带天线的尺寸是非常重要的。

鉴于上述情况，针对减小整个天线尺寸的主要限制技术因素之一是低频带辐射单元的高度，低频带辐射单元的高度强烈影响整体天线深度。显著降低天线高度意味着大力简化AAS和传统无源天线系统的整体部署过程。

常规基站天线没有提供用于在支持蜂窝网络频带的最低频率期间降低低频天线单元深度以及实现大于30％的相对带宽的任何解决方案。

发明内容

鉴于上述缺点和问题，本发明旨在改进技术形状。具体地，本发明的目的是提供一种天线设备，其提供了天线设备的大小与天线设备的可达带宽之间更好的折衷。本发明还旨在实现天线设备的偶极子的简单制造。本发明还力求通过实现大规模生产过程中的高度自动化来实现经济的解决方案。

本发明的上述目的通过所附独立权利要求中提供的解决方案实现。本发明的有利实施方式在各个从属权利要求中进一步限定。具体地，本发明的一个理念是提供一种补偿高度降低影响的新的基站天线辐射单元类型。

本发明的实施方式提供了一种包括至少两个天线单元的天线设备，每个天线单元均包括第一辐射单元和对应的第二辐射单元；其中，每个第二辐射单元在高度方向上沿共同的中心轴线从天线设备的底部延伸至所述每个第二辐射单元的对应的第一辐射单元；其中，每个第一辐射单元在长度方向上从所述共同的中心轴线向外延伸；其中，每个第一辐射单元的长度大于其宽度；以及其中，每个第一辐射单元沿所述长度方向电耦合到所述每个第一辐射单元的对应的第二辐射单元。